验证 IPv4/IPv6 双协议栈

本文分享了如何验证 IPv4/IPv6 双协议栈的 Kubernetes 集群。

准备开始

  • 提供程序对双协议栈网络的支持 (云供应商或其他方式必须能够为 Kubernetes 节点 提供可路由的 IPv4/IPv6 网络接口)
  • 一个能够支持双协议栈的 网络插件, (如 kubenet 或 Calico)。
  • 启用双协议栈 集群

验证寻址

验证节点寻址

每个双协议栈节点应分配一个 IPv4 块和一个 IPv6 块。 通过运行以下命令来验证是否配置了 IPv4/IPv6 Pod 地址范围。 将示例节点名称替换为集群中的有效双协议栈节点。 在此示例中,节点的名称为 k8s-linuxpool1-34450317-0

  1. kubectl get nodes k8s-linuxpool1-34450317-0 -o go-template --template='{{range .spec.podCIDRs}}{{printf "%s\n" .}}{{end}}'
  1. 10.244.1.0/24
  2. a00:100::/24

应该分配一个 IPv4 块和一个 IPv6 块。

验证节点是否检测到 IPv4 和 IPv6 接口。用集群中的有效节点替换节点名称。 在此示例中,节点名称为 k8s-linuxpool1-34450317-0

  1. kubectl get nodes k8s-linuxpool1-34450317-0 -o go-template --template='{{range .status.addresses}}{{printf "%s: %s \n" .type .address}}{{end}}'
  1. Hostname: k8s-linuxpool1-34450317-0
  2. InternalIP: 10.240.0.5
  3. InternalIP: 2001:1234:5678:9abc::5

验证 Pod 寻址

验证 Pod 已分配了 IPv4 和 IPv6 地址。用集群中的有效 Pod 替换 Pod 名称。 在此示例中,Pod 名称为 pod01

  1. kubectl get pods pod01 -o go-template --template='{{range .status.podIPs}}{{printf "%s \n" .ip}}{{end}}'
  1. 10.244.1.4
  2. a00:100::4

你也可以通过 status.podIPs 使用 Downward API 验证 Pod IP。 以下代码段演示了如何通过容器内称为 MY_POD_IPS 的环境变量公开 Pod 的 IP 地址。

  1. env:
  2. - name: MY_POD_IPS
  3. valueFrom:
  4. fieldRef:
  5. fieldPath: status.podIPs

使用以下命令打印出容器内部 MY_POD_IPS 环境变量的值。 该值是一个逗号分隔的列表,与 Pod 的 IPv4 和 IPv6 地址相对应。

  1. kubectl exec -it pod01 -- set | grep MY_POD_IPS
  1. MY_POD_IPS=10.244.1.4,a00:100::4

Pod 的 IP 地址也将被写入容器内的 /etc/hosts 文件中。 在双栈 Pod 上执行 cat /etc/hosts 命令操作。 从输出结果中,你可以验证 Pod 的 IPv4 和 IPv6 地址。

  1. kubectl exec -it pod01 -- cat /etc/hosts
  1. # Kubernetes-managed hosts file.
  2. 127.0.0.1 localhost
  3. ::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
  4. fe00::0 ip6-localnet
  5. fe00::0 ip6-mcastprefix
  6. fe00::1 ip6-allnodes
  7. fe00::2 ip6-allrouters
  8. 10.244.1.4 pod01
  9. a00:100::4 pod01

验证服务

创建以下未显式定义 .spec.ipFamilyPolicy 的 Service。 Kubernetes 将从首个配置的 service-cluster-ip-range 给 Service 分配集群 IP, 并将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. name: my-service
  5. labels:
  6. app: MyApp
  7. spec:
  8. selector:
  9. app: MyApp
  10. ports:
  11. - protocol: TCP
  12. port: 80

使用 kubectl 查看 Service 的 YAML 定义。

  1. kubectl get svc my-service -o yaml

该 Service 通过在 kube-controller-manager 的 --service-cluster-ip-range 标志设置的第一个配置范围,将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack, 将 .spec.clusterIP 设置为 IPv4 地址。

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. name: my-service
  5. namespace: default
  6. spec:
  7. clusterIP: 10.0.217.164
  8. clusterIPs:
  9. - 10.0.217.164
  10. ipFamilies:
  11. - IPv4
  12. ipFamilyPolicy: SingleStack
  13. ports:
  14. - port: 80
  15. protocol: TCP
  16. targetPort: 9376
  17. selector:
  18. app: MyApp
  19. sessionAffinity: None
  20. type: ClusterIP
  21. status:
  22. loadBalancer: {}

创建以下显示定义 .spec.ipFamilies 数组中的第一个元素为 IPv6 的 Service。 Kubernetes 将 service-cluster-ip-range 配置的 IPv6 地址范围给 Service 分配集群 IP, 并将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. name: my-service
  5. labels:
  6. app: MyApp
  7. spec:
  8. ipFamilies:
  9. - IPv6
  10. selector:
  11. app: MyApp
  12. ports:
  13. - protocol: TCP
  14. port: 80

使用 kubectl 查看 Service 的 YAML 定义。

  1. kubectl get svc my-service -o yaml

该 Service 通过在 kube-controller-manager 的 --service-cluster-ip-range 标志设置的 IPv6 地址范围,将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack, 将 .spec.clusterIP 设置为 IPv6 地址。

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. labels:
  5. app: MyApp
  6. name: my-service
  7. spec:
  8. clusterIP: fd00::5118
  9. clusterIPs:
  10. - fd00::5118
  11. ipFamilies:
  12. - IPv6
  13. ipFamilyPolicy: SingleStack
  14. ports:
  15. - port: 80
  16. protocol: TCP
  17. targetPort: 80
  18. selector:
  19. app: MyApp
  20. sessionAffinity: None
  21. type: ClusterIP
  22. status:
  23. loadBalancer: {}

创建以下显式定义 .spec.ipFamilyPolicyPreferDualStack 的 Service。 Kubernetes 将分配 IPv4 和 IPv6 地址(因为该集群启用了双栈), 并根据 .spec.ipFamilies 数组中第一个元素的地址族, 从 .spec.ClusterIPs 列表中选择 .spec.ClusterIP

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. name: my-service
  5. labels:
  6. app: MyApp
  7. spec:
  8. ipFamilyPolicy: PreferDualStack
  9. selector:
  10. app: MyApp
  11. ports:
  12. - protocol: TCP
  13. port: 80

说明:

kubectl get svc 命令将仅在 CLUSTER-IP 字段中显示主 IP。

  1. kubectl get svc -l app=MyApp
  2. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
  3. my-service ClusterIP fe80:20d::d06b <none> 80/TCP 9s

使用 kubectl describe 验证服务是否从 IPv4 和 IPv6 地址块中获取了集群 IP。 然后你就可以通过 IP 和端口,验证对服务的访问。

  1. kubectl describe svc -l app=MyApp
  1. Name: my-service
  2. Namespace: default
  3. Labels: app=MyApp
  4. Annotations: <none>
  5. Selector: app=MyApp
  6. Type: ClusterIP
  7. IP Family Policy: PreferDualStack
  8. IP Families: IPv4,IPv6
  9. IP: 10.0.216.242
  10. IPs: 10.0.216.242,fd00::af55
  11. Port: <unset> 80/TCP
  12. TargetPort: 9376/TCP
  13. Endpoints: <none>
  14. Session Affinity: None
  15. Events: <none>

创建双协议栈负载均衡服务

如果云提供商支持配置启用 IPv6 的外部负载均衡器,则创建如下 Service 时将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 PreferDualStack, 并将 spec.ipFamilies 字段 的第一个元素设置为 IPv6,将 type 字段设置为 LoadBalancer

  1. apiVersion: v1
  2. kind: Service
  3. metadata:
  4. name: my-service
  5. labels:
  6. app: MyApp
  7. spec:
  8. ipFamilyPolicy: PreferDualStack
  9. ipFamilies:
  10. - IPv6
  11. type: LoadBalancer
  12. selector:
  13. app: MyApp
  14. ports:
  15. - protocol: TCP
  16. port: 80

检查服务:

  1. kubectl get svc -l app=MyApp

验证服务是否从 IPv6 地址块中接收到 CLUSTER-IP 地址以及 EXTERNAL-IP。 然后,你可以通过 IP 和端口验证对服务的访问。

  1. NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
  2. my-service LoadBalancer fd00::7ebc 2603:1030:805::5 80:30790/TCP 35s

最后修改 June 18, 2021 at 9:31 AM PST : Update zh examples with updated test case (c4123fe38)